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    人教版初中物理九年级全一册 - 第3节 比热容

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  • 时间:  2017-08

第3节 比热容 教学设计3

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13.3比热容教学设计

教学目标:
(一)知识与技能
1.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性,掌握比热容的单位。
2.能用热量的计算公式解决较简单的热量计算题。
(二)过程与方法
1. 通过探究,比较不同物质的吸热能力;
2.阅读“气候与热污染”,了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题,并了解“热岛效应”。
(三)情感、态度与价值观
利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋想办法解决问题的能力。
教学重点:
比热容的定义与应用。
教学难点:
运用比热容的概念,解决实际问题。
教学方法:
演示实验与学生实验相结合的教学方法。
教学用具:
烧杯两个,各装等量的水和煤油,两支温度计,两个相同功率的电热器(热
得快),两个搅拌器。
教学过程:
(一)复习提问
提问:热传递的实质是什么?什么叫做热量?为什么热量的单位跟功的单位相同?
(二)引入新课
利用热量单位卡的规定引入新课。
  从热量单位卡的规定,我们知道使1克水升高1℃需要吸收的热量是1卡。这个规定中限定了1克的水,限定了温度升高1℃。可见水的质量越多,升高温度的度数越多,需要吸收的热量越多。其实大家也都有这方面的经验。
  举例说明物体吸热的多少跟物体的质量和物体温度升高的度数有关。
  卡的规定中,还限定了升温的物质是水。那么,其他物质,在质量相等、温度升高的度数也相等时,吸收的热量是不是跟水一样多呢?
(三)新课教学
一、热量的大小跟哪些因素有关?
  热总是由高温物体传向低温物体,直到温度相等为止。高温物体放热,温度降低;低温物体吸热,温度升高。当物体的温度升高或降低时,物体吸收或放出的热量多少跟什么条件有关呢?
  1.热量跟物体的质量有关。
  我们都有这样的常识,同温度的一壶水和半壶水,要加热到沸腾,一壶水吸收的热量多。同样,要把开水自然冷却,水越少,凉得越快,所以,物体温度升高或降低时,吸收或放出的热量跟质量有关。质量越大,热量越多。
  2.热量跟物体升高或降低的温度有关。
同一块铁,把它烧到温度为100℃需要的热量少,继续把它烧到1000℃,需要的热量多。可见,物体吸收或放出的热量还和升高或降低的温度有关。温度的变化越大,热量越多。
  3.热量跟物质的种类有关。
  我们也有这样的经验:一块铁放在火上烧很快就非常烫了。而对水加热,经过很长时间,水才微微发热。也就是说,铁比水容易热(即吸收的热量少)。
  为了比较不同物质的这方面的热学特性,我们做下面的实验(介绍实验装置,讲解观察的内容)。
  这是两个相同的烧杯。在烧杯中分别装入质量相等的水和煤油,用相同的电热器对它们加热。水和煤油吸收热量,温度升高,我们用温度计测量水和煤油的初温度和末温度。由于电热器是完全相同的,可以认为在相等的时间内,它们放出的热量相等,水和煤油吸收的热量也相等。实验时我们观察水和煤油温度的变化。
  实验开始。先请同学测量水和煤油的初温,现在开始加热,接通电路。(操作并搅拌。三分钟后记录水和煤油升高到的温度,并写在黑板上)
  从实验记录可以分析出以下几点:
  ①相同时间,水和煤油吸收的热量相等。
  ②煤油的温度升高的多。
  ③相同质量的水和煤油要升高同样的温度对水加热的时间应该长,即,水应该吸收更多的热量。
  可见,不同物质,质量相同,升高同样的温度,吸收的热量不等。
  二、比热容
  为了比较不同物质,在质量相同,升高同样的温度时吸收的热量不等这一热学性质,我们引入比热容的概念。
  1.单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫该物质的比热容。
  单位质量的某种物质温度升高1℃放出的热量和它温度升高1℃吸收的热量相等,也是它的比热容。
  2.比热容的单位:比热容的单位是焦耳/(千克·℃),读作焦每千克摄氏度。
  3.巩固比热容的概念和单位。
  水的比热容是4.2×103焦耳(千克·℃)。它的物理意义是一千克水,温度升高1℃,吸收的热量是4.2×103焦耳。
  请大家读第132页的比热容表,并解释物理意义。(学生读、讲)
  三、热量的计算
  1.推导公式。
  根据比热容的物理意义,以及热量跟物体的质量和温度的变化有关,就可以计算物体的温度改变时吸收或放出的热量。
  例1.2千克的水,使它的温度由20℃升高到100℃,水吸收多少热量?
  根据水的比热容是4.2×103焦/(千克·℃)可知,1千克水,温度升高1℃吸收4.2×103焦耳的热量。那么2千克的水温度升高1℃吸收的热量应是4.2×103焦/(千克·℃)×2千克。这些水的温度升高了100℃-20℃=80℃时,吸的热量是4.2×103焦(千克·℃)×2千克×80℃=6.72×105焦耳。
  所以,计算热量的公式是Q吸=cm(t-t0)其中c表示物质的比热容,用焦/(千克·℃)作单位;m表示质量,用千克作单位;t-t0表示物体升高的温度,用摄氏度作单位;Q吸表示吸收的热量。
如果物体的温度下降,放出的热量Q吸=cm(t-t0), t-t0表示下降的温度。
例2.质量是10千克的冰,温度由-20℃升高到0℃,冰吸收多少热量?
  根据公式Q吸=cm(t-t0)得
  Q=2.1×103焦/(千克·℃)×10千克×[0-(-20)]℃
   = 4.2×105焦耳。
  四、比热容的实际意义
  从比热容表中可知,水的比热容很大。水和干泥土相比,在同样受热的情况下,吸收同样多的热量,水的温度升高很少,而干泥土的温度升高较多。因此,同在阳光照射下,内陆地区夏季炎热,而冬季寒冷。形成了一年四季温差大,一日之中昼夜温差大的大陆性气候。沿海地区四季温差小、昼夜温差也小。
  正因为水的比热容大,在生活中往往用热水取暖,室温比较稳定。有些机器工作时变热,也多用水来冷却。
课堂练习
1.如图所示,是探究实验“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。左右两图中,除杯内分别装的是质量相等的食用油和水外,其余都相同。完成该实验还需要_______,在相同的加热时间内食用油和水吸收的热量是_________(选填:相同的、不同的)。

2.冰在熔化过程中,下列判断正确的是 ( )
A.内能不变,比热容不变 B.吸收热量,温度不变
C.比热容、内能、温度都不变 D.比热容变大、内能增加,温度升高
答案:
1.手表、温度计; 相同的2. B
(四)课堂小结
板书设计
16.3 比热容
一、热量的大小跟哪些因素有关
二、比热容
三、热量的计算
  四、比热容的实际意义